Desenvolvimento de protótipo 3D para fixação de optodos em um sistema de espectroscopia funcional em infravermelho próximo fNIRS

Resumo

Diversas técnicas funcionais para medir a atividade cerebral podem ser encontradas na atualidade, podendo ser invasivas ou não invasivas. A Espectroscopia Funcional de Infravermelho Próximo (ou fNIRS – Funcional Near-Infrare Spectroscopy) vem sendo estudada cada vez mais como uma técnica para detecção de atividade neuronal. Ela se baseia no princípio de absorção e espalhamento da luz no infravermelho próximo para fornecer informações sobre a atividade cerebral. Uma das vantagens principais da técnica é a instrumentação, que é completamente não invasiva, pode ser portátil, de baixo custo, de baixa potência, e pode ser construída de forma robusta. Sensores de LED infravermelho são capazes de emitir e receber a luz infravermelha, podendo determinar certas faixas de ondas especificas (VILLRINGER et al.,1993). O sistema fNIRS utilizado na pesquisa faz uso de 2 LED’s (Light Emitting Diode – Diodo Emissor de Luz), na faixa de infravermelho próximo (700nm a 2500nm), e 4 sensores do tipo diodo avalanche para realizar a medição da variação de hemoglobina oxigenada e desoxigenada. Esta variação está correlacionada com a atividade no córtex cerebral (BARTH et al.,2016), que pode ser estimulada através de protocolos de estímulos O projeto tem como objetivo o desenvolvimento de um suporte para cabeça regulável, para acomodar os LEDs e sensores, a fim de eliminar o uso de fios e eletrodos. Para isso, foi utilizada a prototipação por manufatura aditiva através de uma impressora 3D. Através de um programa para modelagem 3D foi possível projetar a estrutura, para então converter para um formato de arquivo de leitura para a impressora SETHI3D S3. O desenho foi baseado em uma tiara que se acomoda na da parte superior das orelhas, com duas saídas para as hásteas que suportam e ajustam os sensores na cabeça, especificamente no córtex pré-frontal. Nas primeiras peças projetadas, foi observado que o material utilizado era pouco flexível, e que havia a necessidade de muitas peças para regular o protótipo, tornando o projeto muito complexo. Com impressões 3D mais recentes do material, conseguiu-se obter uma maior flexibilidade, permitindo uma maior ergonomia e ajustes no protótipo